CN206759342U - 一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，包括直线发电机以及驱动所述直线发电机发电的驱动装置，所述驱动装置包括冷热水供应装置、盛有第一流体工质的热腔和冷腔、联通所述热腔和冷腔的回热器以及与所述热腔相联通的热活塞；所述热活塞的热活塞杆与所述直线发电机动子相联；所述热腔内设有热腔传热管，所述冷腔内设有冷腔传热管；所述回热器包括回热器开关。本发眀发电效率高，应用极为广泛，对能够提供冷热水共存的地方都适用，例如海水、太阳能热水、地热能、工矿企业的废热……所需热源除了热水，还可以使用热气体；所需冷源除了冷水，还可以使用冷气体。

Description

一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种温差发电装置。

背景技术

地球上的能源绝大部分来自于太阳，在能源日益紧缺的今天，新的可再生绿色洁净发电技术日益受到重视。火力发电既要燃烧燃料，又对大气造成污染，核发电又存在核辐射的危险。因此环保发电已成为一种新的发电趋势。

太阳能热发电，也叫聚焦型太阳能热发电，通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，在集热器或蒸气发生器加热工质(水或熔盐或空气……)，产生高温高压的蒸气，蒸气驱动汽轮机旋转，带动发电机发电。从汽轮机排出的废汽进入冷凝器，待废汽冷却成液态后再用工质泵抽到蒸气发生器处将工质加热成高温高压的蒸气。

现有的海水温差发电技术根据所用工质及流程的不同，一般可分为开式循环、闭式循环和混合式循环，接近实用化的是闭式循环方式。

闭式循环系统采用一些低沸点的物质（如丙烷、异丁烷、氟利昂、氨等）作为工作流体，在闭合回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝。因为系统使用低沸点工作流体，蒸气的压力得到提高。系统工作时，温水泵把表层温海水抽上送往蒸发器，通过蒸发器内的盘管把一部分热量传递给低沸点的工作流体，例如氨水，氨水从温海水吸收足够的热量后，开始沸腾并变为氨气。氨气经过汽轮机的叶片通道，膨胀作功，推动汽轮机旋转令发电机发电。汽轮机排出的氨气进入冷凝器，被冷水泵抽上的深层冷海水冷却后重新变为液态氨，用氨泵把冷凝器中的液态氨重新压进蒸发器，以供循环使用。

斯特林发电机是通过气缸内工作介质（氢气或氦气、氮气、空气）经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，这是一种外燃发电机，使燃料连续地燃烧，在热腔内膨胀氢气（或氦气、氮气、空气）作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷腔冷却，反复地进行这样的循环过程。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。

在现有的太阳能热发电站和海水发电站发电系统里，存在着三大缺点：第一，发电系统设备冷凝器、汽轮机效率低，在所有循环系统都是将工质变为蒸气推动汽轮机转动，而汽轮机排出的依然是蒸气进入冷凝器，另外汽轮机在高温高压下运行，损失大量热能，热能转化为机械能效率低；第二，汽轮机在高温高压下运行，对制造设备的材质要求极高，造成制造成本高；第三，发电系统都需要工质泵，消耗了大量的电能，发电成本高。

普通斯特林发电机存在几个缺点：第一，斯特林发电机属外燃机，燃料需在外部燃烧，热量损失是内燃机2-3倍，致使总效率偏低，这是造成不能工业化生产的主要原因；第二，采用氢气或氦气、氮气、空气等气体作为工质，热腔内温度需达700度时设备才做功，设备在高温高压下运行，损失大量热能，热能转化为机械能效率低；第三，由于采用氢气或氦气、氮气、空气等气体作为工质，工质推动活塞运动时要求活塞杆与活塞缸之间密封非常好，否则工质容易外泄，这种情况下，工质密封技术较难，密封件的可靠性和寿命存在问题。

现有的热电厂、钢铁厂等工厂常常产生多余的废热，很多地方存在不少地热能，很多家庭的太阳能热水器的热水过剩，而这些热能很少被利用起来，造成能源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，第一，针对现有太阳能热发电装置及海水温差发电装置结构复杂、发电成本高、能量转换效率低等技术上的缺陷，提供一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置。第二，针对现有斯特林发电机不能利用热水作为热源，同时不能在工业化中普及使用的情况下，对斯特林发电机内部进行一系列实质性改造，使之能利用热水做热源冷水做冷源进行发电，并在工业上普及使用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，包括直线发电机和驱动所述直线发电机发电的驱动装置，所述直线发电机包括第一直线发电机71，所述第一直线发电机71包括第一直线发电机定子711和第一直线发电机动子712；所述驱动装置包括冷热水供应装置11、盛有第一流体工质的热腔21和冷腔31、联通所述热腔21和冷腔31的回热器41以及与所述热腔21相联通的热活塞51；所述热活塞51的热活塞杆512与所述第一直线发电机动子712相联；所述热腔21内设有热腔传热管203，所述热腔传热管203包括贯穿热腔21壁的热水进入口208和热水排出口209；所述冷腔31内设有冷腔传热管303，所述冷腔传热管303包括贯穿冷腔31壁的冷水进入口308和冷水排出口309；所述冷热水供应装置11包括热水供应装置11001和冷水供应装置11002，所述热水供应装置11001与热腔传热管203相联通，所述冷水供应装置11002与冷腔传热管303相联通；所述回热器41包括回热器开关411。

上述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述冷腔31底部高于所述热腔21顶部。

上述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述驱动装置还包括热液压装置81，所述热液压装置81包括热液压箱811与热膨胀袋812，所述热液压箱81设有热液体注入管813及热液体出入管814，所述热膨胀袋812设有热工质出入口815 ，所述热液体出入管814与热活塞51联通，所述热工质出入口815与热腔21联通。

在另一实施例中的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述直线发电机还包括第二直线发电机72，所述第二直线发电机72包括第二直线发电机定子721和第二直线发电机动子722；所述驱动装置还包括与所述冷腔31相联通的冷活塞61；所述冷活塞61的冷活塞杆612与所述第二直线发电机动子722相联。

上述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述驱动装置还包括热液压装置81和冷液压装置82；所述热液压装置81包括热液压箱811与热膨胀袋812，所述热液压箱811设有热液体注入管813及热液体出入管814，所述热膨胀袋812设有热工质出入口815，所述热液体出入管814与热活塞51联通，所述热工质出入口815与热腔21联通；所述冷液压装置82包括冷液压箱821与冷膨胀袋822，所述冷液压箱821设有冷液体注入管823及冷液体出入管824，所述冷膨胀袋822设有冷工质出入口825，所述冷液体出入管824与冷活塞61联通，所述冷工质出入口825与冷腔31联通；所述冷腔31底部高于所述热腔21顶部。

在另一实施例中的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述驱动装置还包括与所述冷腔31相联通的冷活塞61；所述冷活塞61的冷活塞杆612与所述第一直线发电机动子712另一端相联。

上述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述冷腔31底部高于所述热腔21顶部。

上述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，所述驱动装置还包括热液压装置81和冷液压装置82；所述热液压装置81包括热液压箱811与热膨胀袋812，所述热液压箱811设有热液体注入管813及热液体出入管814，所述热膨胀袋812设有热工质出入口815，所述热液体出入管814与热活塞51联通，所述热工质出入口815与热腔21联通；所述冷液压装置82包括冷液压箱821与冷膨胀袋822，所述冷液压箱821设有冷液体注入管823及冷液体出入管824，所述冷膨胀袋822设有冷工质出入口825，所述冷液体出入管824与冷活塞61联通，所述冷工质出入口825与冷腔31联通。

在三种实施例中所述驱动装置均还包括热水排出管101和冷水排出管102；所述热水排出管101的出水口与热水进入口208标高相同，所述冷水排出管102的出水口与冷水进入口308标高相同。

在三种实施例中另一优选所述热腔传热管内装有第二流体工质214，所述冷腔传热管内装有第三流体工质314。

本发明的有益效果在于，本发明与现有斯特林发电机相比，能量转换直接在热腔和冷腔内进行，大大提高能量转化率，亦克服了现有斯特林发电机在热腔外对工质进行加热浪费能源的缺点，同时亦解决了工质容易外泄的问题。另外还对太阳能热发电、冷热水温差发电进行技术上的重大创新，克服现有同类温差发电装置结构复杂、发电成本高、能量转换效率低的缺陷，本发明结构简单，与现有技术相比，本发明提供的发电装置无需流体工质泵、蒸发器、冷凝器、汽轮机，具有发电成本低、能量转化效率高的特点。本发明应用极为广泛，对能够提供冷热水共存的地方都适用，例如海水、太阳能热水、地热能、工矿企业的废热……所需热源除了热水，还可以使用热气体；所需冷源除了冷水，还可以使用冷气体。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是热腔（或冷腔）主视图；

图2是图1中E-E线结构示意图；

图3是热腔（或冷腔）俯视图；

图4是热液压装置（冷液压装置）的结构示意图；

图5是第一流体工质和液压油运动的结构示意图；

图6是实施例1的基本原理结构示意图；

图7是实施例1具有优选方案的原理图；

图8是实施例2的基本原理结构示意图；

图9是实施例2具有优选方案的原理图；

图10是实施例3的基本原理结构示意图；

图11是实施例3具有优选方案的原理图；

图12是热（冷）腔传热管内装有第二（三）流体工质的热腔（冷）主视图；

图13是图12中G-G线结构示意图。

图中：11﹒冷热水供应装置， 11001﹒热水供应装置，11002﹒冷水供应装置，21﹒热腔，201﹒热腔工质排放管，202﹒热腔箱体，203﹒热腔传热管，204﹒热腔连通管，205﹒热腔工质注入管，206﹒热腔工质出入管，207﹒热腔上盖，208﹒热水进入口，209﹒热水排出口，210﹒热水进入箱，211﹒热水进入管，212﹒热水排出箱，213﹒热水排出管，214﹒水银，215﹒水， 216﹒热腔排空管， 217﹒热腔挡板，218﹒第二工质排出管，219﹒第二工质排出阀，220．稳固板， 31﹒冷腔， 302﹒冷腔箱体，303﹒冷腔传热管，304﹒冷腔连通管， 306﹒冷腔工质出入管，307﹒冷腔上盖，308﹒冷水进入口，309﹒冷水排出口，310﹒冷水进入箱，311﹒冷水进入管，312﹒冷水排出箱，313﹒冷水排出管，314﹒水银，315﹒水， 316﹒冷腔排空管， 317﹒冷腔挡板，318﹒第三工质排出管，319﹒第三工质排出阀，320．稳固板， 41﹒回热器， 411﹒回热器开关， 412﹒回热管，51﹒热活塞，511﹒热活塞缸，512﹒热活塞杆，513﹒热活塞开关， 61﹒冷活塞，611﹒冷活塞缸，612﹒冷活塞杆，613﹒冷活塞开关， 71﹒第一直线发电机， 72﹒第二直线发电机，711﹒第一直线发电机定子， 712﹒第一直线发电机动子，721﹒第二直线发电机定子， 722﹒第二直线发电机动子， 81﹒热液压装置， 811﹒热液压箱，812﹒热膨胀袋，813﹒热液体注入管，814﹒热液体出入管，815﹒热工质出入口，816﹒热液压装置开关，82﹒冷液压装置，821﹒冷液压箱，822﹒冷膨胀袋，823﹒冷液体注入管，824﹒冷液体出入管，825﹒冷工质出入口，826﹒冷液压装置开关，101﹒热水排出管，102﹒冷水排出管，1011﹒热水排出管开关，1021﹒冷水排出管开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1、2、3所示，是热腔21三视图，所述热腔21包括热腔上盖207、热腔箱体202，所述热腔上盖207上设有热腔连通管204、热腔工质注入管205、热腔工质出入管206，所述热腔箱体202内设热腔传热管203和稳固板220，所述热腔传热管203包括贯穿热腔壁的热水进入口208和热水排出口209，侧壁上设有热腔工质排放管201、所述热腔21外壁上设有热水进入箱210和与之联接通的热水进入管211、热水排出箱212和与之联通的热水排出管213，所述热水进入箱210与所述热水进入口208相通，所述热水排出箱212与所述热水排出口209相通，所述热水进入管211前还设有热腔排空管216。所述热腔排空管216带有排空管开关。所述热水进入箱210、热水排出箱212与所述热腔箱体202之间，所述热水进入管211与热腔排空管216之间均用螺栓联接。所述稳固板220用来固定热腔传热管203，所述热水进入管211前设有热腔排空管216目的方便停机时让热水排放畅顺。

冷腔31的结构与热腔21大致相同，相同之处不在重复描术，不同之处有两点：第一，连接回热器的连通管位置不同，热腔连通管204位于热腔21上部，冷腔连通管304位于冷腔31下部；第二，热腔有热腔工质注入管205和热腔工质排放管201，冷腔不用工质注入管和工质排放管。

如图4—5所示，热液压装置81包括热液压箱811和热膨胀袋812；热液压箱811包括热液体注入管813和热液体出入管814，所述热液体注入管813外接热液压装置开关816，热液体注入管813用以注入液压油用，热液体出入管814连通热活塞51，热膨胀袋812包括热工质出入口815，所述热工质出入口815与热腔21的热腔工质出入管206相联通，所述热膨胀袋812一般选用伸缩性极好的丁腈橡胶制作，亦可以选用伸缩性极好的其它材料制作。热活塞51包括热活塞缸511、热活塞杆512和热活塞开关513，设置热活塞开关513目的让热液压装置111和热活塞缸511均能充满液压油，不留空气间隙。热腔21与热液压装置81，热液压装置81与热活塞51之间均采用保温高压管连接。当第一流体工质膨胀时由e→f方向运动，热膨胀袋812膨胀，推动液压油由h→i处运动，继而推动热活塞杆512向外运动；当第一流体工质压缩时由f→e方向运动，热膨胀袋812收缩，热活塞杆512向内运动，液压油由i→h处运动。

冷液压装置82与热液压装置81，冷活塞61与热活塞51结构和作用相同，这里不再重复叙述。

图6是实施例1的的基本原理结构示意图，本发明包括直线发电机和驱动所述直线发电机运转的驱动装置；所述直线发电机包括第一直线发电机71，所述第一直线发电机71包括第一直线发电机定子711和第一直线发电机动子712；所述驱动装置包括热水供应装置11001和冷水供应装置11002、盛有第一流体工质的热腔21和冷腔31、联通所述热腔21和冷腔31的回热器41以及与所述热腔21相联通的热活塞51，所述热活塞51通过热活塞杆512与所述第一直线发电机71的第一直线发电机动子712相联；所述热腔21内设有热腔传热管203，所述热腔传热管203贯穿热腔21外壁；所述冷腔31内设有冷腔传热管303，所述冷腔传热管303贯穿冷腔31外壁；所述热水供应装置11001与热腔传热管203相联通，所述冷水供应装置11002与冷腔传热管303相联通；所述回热器41包括回热器开关411和回热管412，回热器开关411与热腔21相联，回热管412与冷腔31相联；所述驱动装置还包括热水排出管101和冷水排出管102，热水排出管101还包括热水排出管开关1011，冷水排出管102还包括冷水排出管开关1021。所述冷腔31底部高于热腔21顶部，目的让在冷腔31冷凝成液态的第一流体工质在重力作用下流回热腔21；所述热腔传热管203和所述冷腔传热管303密布在所述热腔和冷腔内，目的增大传热管传热面积，提高能量转化率。所述回热管412内置大量细长的金属管，目的增加金属管传热面积，减少第一流体工质从热腔移动到冷腔时能量的损失；所述热水排出管101排水管口标高与热水进入口208一致，所述冷水排出管102排水管口标高与冷水进入口308一致，目的防止热腔传热管203及冷腔传热管303管内低部位的水因为水位高差比顶部流速快，造成热腔传热管203及冷腔传热管303管内低部位的水不满管造成热交换面积减少而影响能量交换速度及效率；所述热水排出管101设有热水排出管开关1011以及所述冷水排出管102设有冷水排出管开关1021目的停机时便于排放热水。

图7是增加了优选方案的原理图，所述热腔传热管内203装有第二流体工质水银214，所述冷腔传热管内303装有第三流体工质水银314；所述热腔21与热活塞51通过热液压装置81连接。

在所有实施例中传热管横截面形状可以用方形(正方形或长方形)，亦可以是园形或椭园形，或其它形状；材料一般选用导热性能好又不与水银发生汞齐现象的金属管或石墨烯管或其它材质的管；形状布局可以U型、直线、盘管或其它形状。此外，热腔和冷腔以及液压装置的形状可为方形，亦可以是圆柱形、椭圆形或者其它形状，材料一般优选外层金属内层衬高密度保温材料（如聚氨酯），外层选用金属确保传热管与热腔和冷腔箱壁的工艺上的联接，同时加强热腔和冷腔的稳定性，内层衬高密度保温材料目的防止热量散失，提高能量转换效率。

以上为图文共同陈述一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置的各个部件形状和内部结构，下面具体陈述每一个实施例。

具体实施方式（一）如下：

如图6所示，热腔21箱体内下半箱装有液态第一流体工质（第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等），上半箱充满此种气态的第一流体工质，冷腔31通过回热器41与热腔21相联通，冷腔31箱体底部高于热腔21箱体顶部，此时冷腔31箱体内亦充满这种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下，箱体内每处都受到一定的压强，此时热活塞51的热活塞杆512处于静止状态，此时第一直线发电机动子712最外端初此位置处于p点。

关闭热腔排空管开关216和冷腔排空管开关316，同时关闭回热器开关411，打开冷热水供应装置11，分别向热腔21的热腔传热管203和冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图6中A→B所示方向流动，从热水供应装置11001开始，经热腔传热管203最后由热水排出管101排走；冷水按图6中C→D所示方向流动，从冷水供应装置11002开始，经冷腔传热管303最后由冷水排出管102排走；热水通过热腔传热管203传热到热腔21箱体内的液态的第一流体工质，液态的第一流体工质温度上升沸腾，一部分由液态转为气态，热腔21箱体内压强逐渐增大，气态第一流体工质按图6由a→b方向运动，热活塞杆512受到压力增大，向外运动推动第一直线发电机动子712做直线运动，继而推动第一直线发电机71发电；同时冷水通过冷腔传热管303带走冷腔31箱体内的气态第一流体工质的部分能量，冷腔31箱体内压强减少，温度下降，部分气态第一流体工质冷凝成液态。

当第一直线发电机动子712最外端运行至m点时，打开回热器开关411，由于此时热腔21箱体内的压强比冷腔31箱体内的压强大，第一直线发电机动子712最外端从 m点运动到n点位置过程中，热腔21内的部分气态第一流体工质通过回热器41向冷腔31箱体内移动，热腔21箱体内的压强逐渐减少，温度逐渐下降，第一直线发电机动子712和热活塞杆512在自身重力作用下向内做直线运动，气态第一流体工质按图6由b→a方向运动，第一直线发电机71继续发电；热腔21内的气态第一流体工质通过回热器41向冷腔31箱体内移动，移动过程中在第一回热管412处释放热量，而冷腔31箱体内冷凝了的液态第一流体工质在重力作用下通过回热器41向热腔21箱体内移动，移动过程中在回热管412处吸收热量。

当第一直线发电机动子712最外端运行至n点时，关闭回热器开关411，热腔21内的液态第一流体工质在热水作用下又开始沸腾，部分第一流体工质又由液态转为气态，热腔21箱体内压强逐渐增大，气态第一流体工质又由a→b方向运动，第一直线发电机动子712和热活塞杆512又向外做直线运动，第一直线发电机71继续发电；在冷水作用下，冷腔31箱体内部分气态第一流体工质又开始冷凝，压强逐渐减少，温度逐渐下降。

重复第一直线发电机动子712最外端运行在m点打开，在n点关闭回热器开关411这一动作，第一直线发电机动子712和热活塞杆512不断向外向内做直线运动，继而推动第一直线发电机71发电，发电装置转入正常运转状态。

关机时，打开回热器开关411；关闭冷热水供应装置11，打开热水排出管开关1011、冷水排出管开关1021、热腔排空管开关216、冷腔排空管开关316，把冷热腔箱体内冷热水排走。

实施例2

图8是实施例2的的基本原理结构示意图，亦是图6发电装置的优选；图8中主结构与图6大同小异，相同之处不再叙述，不同之处：所述直线发电机还包括第二直线发电机72，所述第二直线发电机72包括第二直线发电机定子721和第二直线发电机动子722；所述驱动装置还包括与所述冷腔31相联通的冷活塞61；所述冷活塞61的冷活塞杆612与所述第二直线发电机动子722相联。

图4、5、9是实施例2的优选方案，在图8基础上增设了：所述驱动装置还包括热液压装置81和冷液压装置82；所述热液压装置81包括热液压箱811与热膨胀袋812，所述热液压箱811设有热液体注入管813及热液体出入管814，所述热液体注入管813外接热液压装置开关816，所述热膨胀袋812设有热工质出入口815，所述热液体出入管814与热活塞51联通，所述热工质出入口815与热腔21联通；所述冷液压装置82包括冷液压箱821与冷膨胀袋822，所述冷液压箱821设有冷液体注入管823及冷液体出入管824，所述冷液体注入管823外接冷液压装置开关826，所述冷膨胀袋822设有冷工质出入口825，所述冷液体出入管824与冷活塞61联通，所述冷工质出入口825与冷腔31联通。如图9所述热腔传热管内203装有第二流体工质水银214，所述冷腔传热管内303装有第三流体工质水银314；所述热腔21与热活塞51通过热液压装置81连接，所述冷腔31与冷活塞61通过冷液压装置82连接。

具体实施方式（二）如下：

如图8所示，热腔21箱体内下半箱装有液态第一流体工质（第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等），上半箱充满这种气态的第一流体工质，冷腔31通过回热器41与热腔21相联通，冷腔31箱体底部高于热腔21箱体顶部，此时冷腔31箱体内亦充满此种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下，箱体内每处都受到一定的压强，此时热活塞51的热活塞杆512和冷活塞61的冷活塞杆612处于静止状态，此时第一直线发电机动子712最外端初此位置处于p点。

关闭热腔排空管开关216和冷腔排空管开关316，同时关闭回热器开关411，打开冷热水供应装置11，分别向热腔21的热腔传热管203和冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图8中A→B所示方向流动，从热水供应装置11001开始，经热腔传热管203最后由热水排出管101排走；冷水按图8中C→D所示方向流动，从冷水供应装置11002开始，经冷腔传热管303最后由冷水排出管102排走；热水通过热腔传热管203传热到热腔21箱体内的液态的第一流体工质，液态的第一流体工质温度上升沸腾，一部分由液态转为气态，热腔21箱体内压强逐渐增大，气态第一流体工质按图8由a→b方向运动，热活塞杆512受到压力增大，向外运动推动第一直线发电机动子712做直线运动，继而推动第一直线发电机71发电；同时冷水通过冷腔传热管303带走冷腔31箱体内的气态第一流体工质的部分能量，冷腔31箱体内压强减少，温度下降，部分气态第一流体工质冷凝成液态，第二直线发电机动子722和冷活塞杆612在自身重力作用下向内做直线运动，气态第一流体工质按图8由d→c方向运动，推动第二直线发电机72发电。

当第一直线发电机动子712最外端运行至m点时，打开回热器开关411，由于此时热腔21箱体内的压强比冷腔31箱体内的压强大，热腔21内的部分气态第一流体工质通过回热器41向冷腔31箱体内移动，第一直线发电机动子712最外端从 m点运动到n点位置过程中，热腔21箱体内的压强逐渐减少，温度逐渐下降，第一直线发电机动子712和热活塞杆512在自身重力作用下向内做直线运动，气态第一流体工质按图8由b→a方向运动，第一直线发电机71继续发电；热腔21内的气态第一流体工质通过回热器41向冷腔31箱体内移动，冷腔31箱体内压强增大，温度升高，气态第一流体工质按图8由c→d方向运动，推动第二直线发电机动子722和冷活塞杆612向外做直线运动，第二直线发电机72继续发电。

当第一直线发电机动子712最外端运行至n点时，关闭回热器开关411，热腔21内的液态第一流体工质在热水作用下又开始沸腾，部分第一流体工质又由液态转为气态，热腔21箱体内压强逐渐增大，气态第一流体工质又由a→b方向运动，第一直线发电机动子712和热活塞杆512又向外做直线运动，第一直线发电机71继续发电；在冷水作用下，冷腔31箱体内部分气态第一流体工质又开始冷凝，压强逐渐减少，温度逐渐下降，第二直线发电机动子722和冷活塞杆612在自身重力作用下向内做直线运动，气态第一流体工质按图8由d→c方向运动，第二直线发电机72继续发电。

重复第一直线发电机动子712最外端运行在m点打开，在n点关闭回热器开关411这一动作，第一直线发电机动子712和热活塞杆512不断向外向内做直线运动，继而推动第一直线发电机71连续发电；第二直线发电机动子722和冷活塞杆612亦不断向外向内做直线运动，继而推动第二直线发电机72连续发电；发电装置转入正常运转状态。

关机时，打开回热器开关411；关闭冷热水供应装置11，打开热水排出管开关1011、冷水排出管开关1021、热腔排空管开关216、冷腔排空管开关316，把冷热腔箱体内冷热水排走。

实施例3

图10是实施例3的的基本原理结构示意图，亦是图6发电装置的优选；图10中主结构与图6大同小异，相同之处不再叙述，不同之处：所述驱动装置还包括与所述冷腔31相联通的冷活塞61；所述冷活塞61的冷活塞杆612与所述第一直线发电机动子712另一端相联。

图4、5、11是实施例3的优选方案，在图10基础上增设了：所述驱动装置还包括热液压装置81和冷液压装置82；所述热液压装置81包括热液压箱811与热膨胀袋812，所述热液压箱811设有热液体注入管813及热液体出入管814，所述热液体注入管813外接热液压装置开关816，所述热膨胀袋812设有热工质出入口815，所述热液体出入管814与热活塞51联通，所述热工质出入口815与热腔21联通；所述冷液压装置82包括冷液压箱821与冷膨胀袋822，所述冷液压箱821设有冷液体注入管823及冷液体出入管824，所述冷液体注入管823外接冷液压装置开关826，所述冷膨胀袋822设有冷工质出入口825，所述冷液体出入管824与冷活塞61联通，所述冷工质出入口825与冷腔31联通。如图11所述热腔传热管内203装有第二流体工质水银214，所述冷腔传热管内303装有第三流体工质水银314；所述热腔21与热活塞51通过热液压装置81连接，所述冷腔31与冷活塞61通过冷液压装置82连接。

具体实施方式（三）如下：

如图10所示，热腔21箱体内下半箱装有液态第一流体工质（第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等），上半箱充满这种气态的第一流体工质，冷腔31通过回热器41与热腔21相联通，冷腔31箱体底部高于热腔21箱体顶部，此时冷腔31箱体内亦充满此种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下，箱体内每处都受到一定的压强，此时热活塞51的热活塞杆512和冷活塞61的冷活塞杆612处于静止状态，此时第一直线发电机动子712与冷活塞杆612连接点初此位置处于p点。

关闭热腔排空管开关216和冷腔排空管开关316，同时关闭回热器开关411，打开冷热水供应装置11，分别向热腔21的热腔传热管203和冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图10中A→B所示方向流动，从热水供应装置11001开始，经热腔传热管203最后由热水排出管101排走；冷水按图10中C→D所示方向流动，从冷水供应装置11002开始，经冷腔传热管303最后由冷水排出管102排走；热水通过热腔传热管203传热到热腔21箱体内的液态的第一流体工质，液态的第一流体工质温度上升沸腾，一部分由液态转为气态，热腔21箱体内压强逐渐增大，气态第一流体工质按图10由a→b方向运动；同时冷水通过冷腔传热管303带走冷腔31箱体内的气态第一流体工质的部分能量，冷腔31箱体内压强减少，温度下降，部分气态第一流体工质冷凝成液态，气态第一流体工质按图10由d→c方向运动；热活塞杆512压力增大，向外运动，冷活塞杆612压力减少，向内运动，第一直线发电机动子712从热活塞51往冷活塞61方向做直线运动，继而推动第一直线发电机71发电。

当第一直线发电机动子712与冷活塞杆612连接点运行至m点时，打开回热器开关411，由于此时热腔21箱体内的压强比冷腔31箱体内的压强大，热腔21内的部分气态第一流体工质通过回热器41向冷腔31箱体内移动，热腔21箱体内的压强逐渐减少，温度逐渐下降，气态第一流体工质按图10由b→a方向运动；冷腔31箱体内压强增大，温度升高，气态第一流体工质按图10由c→d方向运动；热活塞杆512压力减少，向内运动，冷活塞杆612压力增大，向外运动，第一直线发电机动子712从冷活塞61往热活塞51方向做直线运动，继而推动第一直线发电机71继续发电。

当第一直线发电机动子712与冷活塞杆612连接点运行至n点时，关闭回热器开关411，热腔21内的液态第一流体工质在热水作用下又开始沸腾，部分第一流体工质又由液态转为气态，热腔21箱体内压强逐渐增大，气态第一流体工质又由a→b方向运动，在冷水作用下，冷腔31箱体内部分气态第一流体工质又开始冷凝，压强逐渐减少，温度逐渐下降，第一直线发电机动子712又开始从热活塞51往冷活塞61方向做直线运动，第一直线发电机71继续发电。

重复第一直线发电机动子712与冷活塞杆612连接点运行在m点打开，在n点关闭回热器开关411这一动作，第一直线发电机动子712不断来回做直线运动，继而推动第一直线发电机71连续发电；发电装置转入正常运转状态。

关机时，打开回热器开关411；关闭冷热水供应装置11，打开热水排出管开关1011、冷水排出管开关1021、热腔排空管开关216、冷腔排空管开关316，把冷热腔箱体内冷热水排走。

实施例4

如图12、13所示，热腔传热管203内装有第二流体工质，冷腔传热管303内装有第三流体工质。第二流体工质和第三流体工质均选择导热性能高的液体（例如水银214），主要目的是加快能量转换速度，减少热腔和冷腔的体积，提高能量转换效率。

图12和13是热腔传热管203内装有水银的热腔21主视图和左视图，所述热腔21包括热腔上盖207、热腔箱体202，所述热腔上盖207上设有热腔连通管204、热腔工质注入管205、热腔工质出入管206，所述热腔箱体202内设热腔传热管203和稳固板220，所述热腔传热管203包括贯穿热腔壁的热水进入口208和热水排出口209，侧壁上设有热腔工质排放管201、所述热腔21外壁上设有热水进入箱210和与之联通的热水进入管211、热水排出箱212和与之联通的热水排出管213，所述热水进入箱210与所述热水进入口208相通，所述热水排出箱212与所述热水排出口209相通。

进一步地所述热水进入箱210外壁设有第二流体工质排出口218及第二流体工质排出阀219，内部设有挡板217。所述热腔传热管203内充满第二流体工质水银214（一般采用导热系数高的流体例如水银作为第二流体工质），目的利用水银214导热系数高的特点，热流体大部分能量先与水银221交换再通过水银214和热腔传热管203与热腔21箱体内第一流体工质进行交换，小部分能量直接通过热腔传热管203与热腔21箱体内第一流体工质进行交换。在热腔传热管203内加入第二流体工质水银214最终目的加快热流体和第一流体工质之间能量交换速度，提高能量转换效率，同时减少热腔21的体积。因为连通，所述热水进入箱210和热水排出箱212亦装有水银214，水银214水平面与所述热水排出口209标高一致，所述热水进入箱210和热水排出箱212的水银214顶部装有水，标高与热水排出管213管口底部一致，水银214顶部装水目的防止水银214在空气中挥发。热水进入箱210内部设有挡板217，目的使热水在所述热水进入箱210处顺利进入所述传热管203，而不流向所述热水进入箱210顶部。热腔21装有稳固板220，目的加强热腔传热管203的稳定性。所述热腔21内密布着热腔传热管203，目的是为了增大能量交换面积, 提高热量传递效率。

如图12、13亦是冷腔传热管303内装有水银的冷腔31主视图和左视图，结构与热腔21大致相同，相同之处不在重复描术，不同之处有两点：第一，连接回热器的连通管位置不同，热腔连通管204位于热腔21上部，冷腔连通管304位于冷腔31下部；第二，热腔有热腔工质注入管205和热腔工质排放管201，冷腔31不用工质注入管和热腔工质排放管。

冷热水由K处进入流经冷热腔箱体内的传热管再由L处排走。

本发明说明书、权利要求书和附图中出现的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象，而并非用于描述特定的顺序。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，不论在其方法及设备上作任何变化或改进，凡是具有与本发明申请相同或相近似的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，包括直线发电机和驱动所述直线发电机发电的驱动装置，其特征在于：所述直线发电机包括第一直线发电机，所述第一直线发电机包括第一直线发电机定子和第一直线发电机动子；所述驱动装置包括冷热水供应装置、盛有第一流体工质的热腔和冷腔、联通所述热腔和冷腔的回热器以及与所述热腔相联通的热活塞；所述热活塞的热活塞杆与所述第一直线发电机动子相联；所述热腔内设有热腔传热管，所述热腔传热管包括贯穿热腔壁的热水进入口和热水排出口；所述冷腔内设有冷腔传热管，所述冷腔传热管包括贯穿冷腔壁的冷水进入口和冷水排出口；所述冷热水供应装置包括热水供应装置和冷水供应装置，所述热水供应装置与热腔传热管相联通，所述冷水供应装置与冷腔传热管相联通；所述回热器包括回热器开关。

2.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述冷腔底部高于所述热腔顶部。

3.根据权利要求2所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述驱动装置还包括热液压装置，所述热液压装置包括热液压箱与热膨胀袋，所述热液压箱设有热液体注入管及热液体出入管，所述热膨胀袋设有热工质出入口 ，所述热液体出入管与热活塞联通，所述热工质出入口与热腔联通。

4.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述直线发电机还包括第二直线发电机，所述第二直线发电机包括第二直线发电机定子和第二直线发电机动子；所述驱动装置还包括与所述冷腔相联通的冷活塞；所述冷活塞的冷活塞杆与所述第二直线发电机动子相联。

5.根据权利要求4所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述驱动装置还包括热液压装置和冷液压装置；所述热液压装置包括热液压箱与热膨胀袋，所述热液压箱设有热液体注入管及热液体出入管，所述热膨胀袋设有热工质出入口 ，所述热液体出入管与热活塞联通，所述热工质出入口与热腔联通；所述冷液压装置包括冷液压箱与冷膨胀袋，所述冷液压箱设有冷液体注入管及冷液体出入管，所述冷膨胀袋设有冷工质出入口 ，所述冷液体出入管与冷活塞联通，所述冷工质出入口与冷腔联通；所述冷腔底部高于所述热腔顶部。

6.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述驱动装置还包括与所述冷腔相联通的冷活塞；所述冷活塞的冷活塞杆与所述第一直线发电机动子另一端相联。

7.根据权利要求6所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述冷腔底部高于所述热腔顶部。

8.根据权利要求7所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述驱动装置还包括热液压装置和冷液压装置；所述热液压装置包括热液压箱与热膨胀袋，所述热液压箱设有热液体注入管及热液体出入管，所述热膨胀袋设有热工质出入口 ，所述热液体出入管与热活塞联通，所述热工质出入口与热腔联通；所述冷液压装置包括冷液压箱与冷膨胀袋，所述冷液压箱设有冷液体注入管及冷液体出入管，所述冷膨胀袋设有冷工质出入口 ，所述冷液体出入管与冷活塞联通，所述冷工质出入口与冷腔联通。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述驱动装置还包括热水排出管和冷水排出管；所述热水排出管的出水口与热水进入口标高相同，所述冷水排出管的出水口与冷水进入口标高相同。

10.根据权利要求1至8任一所述的一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置，其特征在于：所述热腔传热管内装有第二流体工质，所述冷腔传热管内装有第三流体工质。